鲁科版选修4 第二单元第二节 化学反应的限度 学案.doc

第二节 化学反应的限度1.了解化学平衡常数的含义，能正确书写平衡常数表达式，并能进行简单计算。2了解化学平衡常数的影响因素，能利用平衡常数计算反应物的平衡转化率。3.了解温度、浓度、压强等因素对化学平衡的影响，并能够判断平衡移动的方向。4能运用化学平衡移动原理解释相关化学问题。一、化学平衡常数1.定义在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡状态时，反应产物浓度的幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，称为化学平衡常数，用k表示。2表达式以化学反应aa(g)bb(g) cc(g)dd(g)为例：k注意的问题： (1)指定的化学反应化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看做常数而不写入表达式。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，与反应方程式的书写有关。3意义平衡常数的大小反映化学反应可能进行的程度；平衡常数的数值越大，说明反应进行的程度越大。4影响因素(1)内因：反应物的本身性质。(2)外因：反应体系的温度。5应用(1)判断反应进行的程度k值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。(2)判断反应的热效应若升高温度，k值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，k值减小，则正反应为放热反应。(3)计算转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。(4)判断平衡移动方向利用平衡常数可从定量的角度解释恒温下浓度、压强对化学平衡移动的影响。对于可逆反应ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)在任意状态下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用q表示，则：当qk时，反应处于平衡状态，v正v逆；当qv逆；当qk时，反应向逆反应方向进行，v正v(逆)，则平衡向正向移动。 若v(正)v(逆)，则平衡不移动。 若v(正)v(逆)，则平衡向逆向移动。(2)根据体系中各组分的含量判断如果平衡移动的结果是使体系中产物含量(如物质的量、浓度、含量)增大，则平衡正向移动，反之则逆向移动。4、 平衡移动原理(勒夏特列原理)1.内容在封闭体系中，如果仅改变影响平衡体系的一个条件(如浓度、温度、压强)，平衡就将向减弱这个改变的方向移动。2对平衡移动原理的理解研究对象处于平衡状态的可逆反应；适用条件只适用于改变影响平衡体系的一个条件；判断内容只可以判断平衡移动的方向；移动结果平衡移动的结果只能够“减弱”，而不能彻底抵消。知识点一、化学平衡常数【例1】在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度的关系正确的是()ak越大，反应程度越大 bk越大，反应程度越小ck的大小与反应程度无关 d升高温度，k增大解析：对于给定的可逆反应体系，化学平衡常数越大，反应进行的程度越大，a项正确；化学平衡常数与温度升降的关系视具体反应而定；对放热反应，温度越高，k越小；对于吸热反应，温度越高，k越大。答案：a【例2】1 000 k时反应c(s)2h2(g) ch4(g)的k8.28107 (moll1)1，当各气体物质的量浓度分别为h2 0.7 moll1、ch4 0.2 moll1时，上述反应()a正向移动 b逆向移动 c达到平衡 d不一定解析：q0.408 mol1l qv逆。答案：a知识点二、平衡转化率【例3】下列说法中正确的是()a平衡常数的大小不能反映化学反应可能进行的程度 bk值越小，反应物的转化率越大ck值越大，反应物的转化率越大 d温度越高，k值越大解析：平衡常数的大小反映的是化学反应进行的程度。k值越小，反应物的转化率越小；反之则越大。平衡常数是一个温度常数，只和温度有关。答案：c【例4】在常压和500时把o2和so2按12体积比混合，如果混合前o2为10 mol，平衡混合气体中so3占总体积的91%。求：(1)平衡时有多少摩尔o2?(2)混合气体中so2占总体积的体积分数是多少？(3)so2的转化率是多少？解析：设有物质的量为x的 o2转化2so2(g)o2(g)2so3(g)起始 20 mol 10 mol 0转化2x x 2x平衡 20 mol2x 10 molx 2x则100%91%，x9.38 mol(1)n(o2)平10 mol9.38 mol0.62 mol(2)100%6.0%(3)(so2)100%93.8%。答案： (1)0.62 mol(2)6.0%(3)93.8%知识点三、等效平衡【例5】在一定温度下，把1 mol n2和3 mol h2通入一个固定容积的密闭容器里，发生如下反应：n2(g)3h2(g)高温、高压催化剂2nh3(g)当此反应进行到一定程度时，反应中的混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时加入的n2、h2和nh3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若a0，b0，则c_。(2)若a0.5，则b_、c_。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：_、_。解析：(1)1 mol n2和3 mol h2折算成nh3为2 mol，故c2。(2)a0.5，与题干中1 mol n2相比还差0.5 mol，则c mol nh3折算后应该生成0.5 mol n2(同时生成1.5 mol h2)故c1，要求h2折算后为3 mol，还缺1.5 mol，故b1.5。(3)将c mol nh3折算为n2和h2分别是0.5c mol n2和1.5c mol h2，则0.5ca1,1.5cb3。答案：(1)2(2)1.51(3)0.5ca11.5cb3基础演练1下列因素中，一定能引起平衡移动的是 ()a温度 b催化剂 c浓度 d压强答案：a2已知：c(s)co2(g) 2co(g)h0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是 () a升高温度和减小压强 b降低温度和减小压强 c降低温度和增大压强 d升高温度和增大压强答案：a3在密闭容器中进行如下反应：h2(g)i2(g) 2hi(g)，在温度t1和t2时，产物的量与反应时间的关系如图所示。符合图示的正确判断是() at1t2，h0 bt1t2，h0 ct10 dt1t2，h0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是()a升高温度和减小压强b降低温度和减小压强c降低温度和增大压强 d升高温度和增大压强答案：a巩固提高7.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：co2(g)h2(g) co(g)h2o(g)，其化学平衡常数k和温度t的关系如下表：t 70080083010001200k0.60.91.01.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式_。(2)该反应为_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_(多选扣分)。a容器中压强不变 b混合气体中c(co)不变 cv正(h2)v逆(h2o) dc(co2)c(co)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：co2h2coh2o，试判断此时的温度为_ 。答案：(1)(2)吸热(3)bc(4)8308在25 时，密闭容器中x、y、z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质xyz初始浓度/(moll1)0.10.20平衡浓度/(moll1)0.050.050.1下列说法错误的是()a反应达到平衡时，x的转化率为50%b反应可表示为x3y2z，其平衡常数为1 600c增大压强使平衡向生成z的方向移动，平衡常数增大d改变温度可以改变此反应的平衡常数答案：9在一定温度下，密闭容器中ab2c类型的反应达到了平衡。(1)当增加或减少a物质时，平衡不移动，则a物质的状态为_。(2)升高温度时，平衡向右移动，此正反应为_反应，升高温度时，正反应速率_，逆反应速率_(填“增大”或“减小”)。(3)若b物质为气态，增大压强时平衡不移动，则a物质为_态物质，c物质为_态物质。答案：(1)固态或纯液态(2)吸热增大增大 (3)气气10已知h2(g)i2(g) 2hi(g)h0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入h2和i2各0.1 mol，乙中加入hi 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡浓度。欲使甲中hi的平衡浓度大于乙中hi的平衡浓度，应采取的措施是()a甲、乙提高相同温度 b甲中加入0.1 mol he，乙不变c甲降低温度，乙不变 d甲增加0.1 mol h2，乙增加0.1 mol i2答案：c1. 下列关于平衡常数k的说法中，正确的是()a在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值b改变反应物浓度或生成物浓度都会改变平衡常数kc平衡常数k只与温度有关，与反应浓度、压强无关d从平衡常数k的大小不能推断一个反应进行的程度答案：c2汽车尾气的无害化处理已成为当今汽车工业的一项重要课题，其基本原理是实现2no(g)2co(g) n2(g)2co2(g)的反应。关于该反应，下列说法正确的是()a只要使用合理的催化剂及载体，就可完全清除no和cob使用催化剂只能改变反应的速率不能改变反应的平衡常数c假设该反应在密闭容器中进行，一段时间后达到平衡时c(no)c(co)d使用性能好的催化剂可使反应的平衡常数增大答案：b3在一定温度时，4 mol a在2 l密闭容器中分解：a(g) 2b(g) c(g)，达到平衡时，测得已有50%的a分解成b和c。此温度下，该反应的平衡常数为()a. 4 mol2l2b. 3 mol2l2 c2 mol2l2 d1 mol2l2答案：a4反应h2(g)i2(g) 2hi(g)的平衡常数为k1，反应hi(g) h2(g)i2(g)的平衡常数为k2，则k1、k2的关系为(平衡常数为同温度下的测定值)()ak12k2 bk1 k ck1 dk1k2答案：c5对于co(g)h2o(g) co2(g)h2(g) ，某温度下平衡常数k为1，向一密闭容器内同时通入co(g)、h2o(g)、co2(g)、h2(g)各1 mol，在该温度下建立平衡时，co的物质的量为()a大于1 mol b小于 1 mol c等于 1 mol d . 无法确定答案：c6在一密闭容器中进行反应：2so2(g)o2(g) so3(g) ，已知反应过程中某一时刻so2、o2、so3的浓度分别为0.2 moll1、0.1 moll1、0.2 moll1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是()aso2为0.4 moll1，o2为0.2 moll1 bso2为0.25 moll1cso3为0.4 moll1 dso2、so3均为0.15 moll1答案：b7已知碘蒸汽为紫红色， h2 、hi均为无色气体。在一定温度和固定容积的密闭容器中进行的反应：h2 (g)i2 (g) 2hi(g)，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是() ah2、i2、hi的浓度相等 b容器内颜色不再改变 ch2、i2、hi在容器中共存 d正、逆反应速率均等于零答案：b8实验室用4 mol so2与2 mol o2进行下列反应： 2so2(g)o2(g) 2so3(g)；h196.64 kj/mol，当放出314.624 kj热量时，so2的转化率为()a40%b50% c80% d90%答案：c9在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入a mol a，发生反应：2a(g) b(g)；h0。达平衡后再向容器中充入a mol a，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是()a平均相对分子质量增大 ba的转化率提高ca的质量分数增大 d反应放出的总热量大于原来的2倍答案：c10常温下的定容容器中，建立如下平衡：3no2h2o2hno3no，在其他条件不变时，若往容器中通入少量的氧气，则加入氧气到体系达到新的平衡过程中，原体系将会发生的变化是()a平衡向逆反应方向移动 bno的物质的量可能不变cno的物质的量一定会减少 dno2增加的物质的量是通入o2的物质的量的2倍答案：c1一定条件下反应2ab(g) a2(g)b2(g)达到平衡状态的标志是()a单位时间内生成n mol a2，同时消耗2n mol ab b容器内，3种气体ab、a2、b2共存cab的消耗速率等于a2的消耗速率 d容器中各组分的体积分数不随时间变化答案：d2在容积可变的密闭容器中，2 mol n2和8 mol h2在一定条件下发生反应，达到平衡时，h2的转化率为25%，则平衡时的氮气的体积分数接近于()a5% b10% c15%d20%答案：c3可确认发生了化学平衡移动的是()a化学反应速率发生了改变b有气态物质参加的可逆反应达到平衡后，改变了压强c由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变d可逆反应达到平衡后，使用催化剂答案：c4已知：a(g)b(g) 3c(g)h3 d物质c的体积分数增加了答案：d8反应x(g)y(g) 2z(g)正反应为放热反应，在t1时达到平衡，t2时由于体系条件的改变，平衡受到破坏，到t3时再次达到平衡。如图所示为上述变化的物质的浓度与时间的关系，则t2时刻使化学平衡发生移动的原因是()a增大x或y的浓度 b增大压强 c降低温度d升高温度答案：d9在一个容积为500 ml的密闭容器中，充入5 mol h2和2 mol co。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2h2(g)c